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车辆工程毕业设计说明书图纸论文 3K行星齿轮减速器设计【三维图】【车辆工程毕业设计说明书图纸论文】.zip

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摘 要行星齿轮减速器是常见的传动效率高的的减速器，目前已经被广泛的应用。行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点。通过在各行各业都离不开减速器用于增大扭矩传递动力。本设计便是基于这些特点对3K()型行星传动进行设计。3K型行星传动结构特点是：三个中心轮a、b和e同时与单齿圈行星轮c相啮合；它是一项较新型行星齿轮传动，设计中首先通过比较各种类型的行星齿轮的特点，确定其方案；其次根据相应的输入功率、输出速度、传动比进行传动设计与整体的结构设计。最后根据设计计算的数据对整体设计的结构进行强度分析及校核，完成整个减速器的设计。关键词： 3K减速器；行星齿轮；传动比；强度校核；齿圈；Abstract Planetary gear reducer is a common reducer with high transmission efficiency, which has been widely applied. Compared with the ordinary fixed axis gear transmission, the planetary gear transmission has the advantages of small mass, small volume, large transmission ratio, large carrying capacity, smooth transmission and high transmission efficiency. The reducer can not be separated from all trades and professions for increasing the torque transmission power. This design is based on these characteristics of 3K (II) planetary transmission design. The 3K type planetary transmission structure features: three center wheels a, B and e meshing with the single ring planetary gear C; it is a new type of planetary gear transmission. In the design, the scheme is determined by comparing the characteristics of various types of planetary gear, and then the transmission is driven according to the corresponding input work rate, output speed and transmission ratio. Design and overall structure design. Finally, according to the design and calculation data, the strength of the overall design structure is analyzed and checked, and the design of the whole reducer is completed. Key words: 3K reducer; planetary gear; transmission ratio; strength check; gear ring;目 录摘 要1Abstract2第一章 前 言21.1 课题研究的目的与意义21.2 国内外的发展概况31.3 行星齿轮传动的概念41.4主要设计内容5第二章 总体设计方案的确定52.1 行星轮系的分类52.2 行星传动的分类72.4 行星传动的特点82.5 行星传动的传动效率92.5.1 转化轮系92.5.2 行星传动的效率102.6 传动方案的确定10第三章 行星齿轮传动的设计计算123.1 传动简图的确定123.2 配齿计算123.3 齿轮的主要参数计算133.4 齿轮的啮合参数计算143.5 行星结构尺寸计算163.6 装配条件的校核与计算193.7 传动效率的计算20第四章 主要零部件的强度校核214.1 齿轮的强度校核214.2 其他零部件结构设计25第五章 轴的结构设计275.1 初选轴径275.2 轴的结构设计275.3 支撑形式的确定285.4 轴承的选择295.5 行星架的选择29第六章 箱体的结构设计29结 论31参 考 文 献32致 谢34第一章 前 言1.1 课题研究的目的与意义 减速器作为独立的驱动元部件，齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。当今，世界减速器技术有了很大的发展，总的发展趋势是六高、两低、两化。六高，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；两低，即低噪声、低成本；两化，即标准化、多样化（模块化）。由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输人功率和传动比的不同组合，可获得相应的减速器系列。国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。1.2 国内外的发展概况在国外，行星齿轮减速器应用极为普遍，在德国、日本、捷克、英国、法国、奥地利、前苏联等国家均有系列产品，并以大量生产。其行星齿轮减速器的承载能力不断的提高，以德国DEMAG的一种行星减速器为例，承载能力已高达54600KW，对应的输出轴最大转矩约为2400KN.m，最大传动比已达5000。1）国外在高速大功率传动方面，尤其是在动力、船舶的报告机械设备上行星传动已普遍应用，主要有：英国艾伦（Allen）齿轮公司为帕森（C.A. Parsons）公司制造了一台压缩机用行星减速器，功率相当于25740KW；瑞士马格（MAAG）公司已生产了船用行星减速器，功率相当于11030KW；日本三菱造船公司生产了功率相当于8830KW的船用行星减速器。2）低速重载方面，国外行星减速器生产已由系列产品发展到接受各种特种、特殊用途订货的大型减速器，重量有的达100t左右，如法国雪铁龙（Citroen）公司，据资料介绍可生产用于水泥磨、榨糖机、矿山设备的行星减速器，重量可达50-125t；德国法伦达（Flender）公司，曾为我国徐州淮海水泥厂水泥磨配套生产了重量达72t，输出转矩为2800KN.m的两级行星减速器；日本宇都兴产公司生产了一台3200KW，i=720/480，输出转矩T=2100KN.m的行星减速器。国内近年来，在行星减速器方面有了很大的发展与提高。主要在矿山机械、起重运输、轻工化工、船舶工业、工程机械、鼓风机、风力发电等设备上。1975年，我国制订了NGW型行星减速器系列（JB1799-1976），分一、二、三级三个系列。输入最高转速不超过1500r/min，质量0.128-1.75t，传动比i=2000，最大输出转矩为50KN.m。目前，国内不少厂家在生产，同时非标准大功率行星齿轮减速器也不断涌现。我国于1984年又颁布了NGW-S（由弧齿锥齿轮与行星齿轮组合的垂直传动）、NGW-Z（由圆柱齿轮与行星齿轮组合的平行轴传动）、NGW-L（立式行星齿轮）三十派生系列的标准。我国现有齿轮制造企业600多家，减速器制造企业约400家，年生产通用减速器超过25万台，生产齿轮（汽车齿轮）和减速器总产值超过500亿元，为发展我国的机械产品做出了重要贡献。1.3 行星齿轮传动的概念当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮，如图所示。在上诉齿轮传动中，齿轮a、b和构件x绕几何轴线OO转动，而齿轮c是活套在构件x的轴Oc上，它一方面绕自身的几何轴线Oc旋转（自转），同时又随着几何轴线Oc绕固定的几何轴线OO旋转(公转)，即齿轮c作行星运动；因此，称该齿轮传动为行星齿轮传动，即行星轮系。图1.1行星轮系分类：照传动类型可分为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星齿轮减速机；按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥圆柱齿轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机。以下是常用的减速机分类：1、摆线减速机2、硬齿面圆柱齿轮减速器 3、行星齿轮减速机 4、软齿面减速机 5、三环减速机6、起重机减速机7、蜗杆减速机8、轴装式硬齿面减速机9、无级变速机组成：速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分：1）齿轮、轴及轴承组合；2）箱体；3）减速器附件。1.4主要设计内容（1）选择传动方案。传动方案的确定包括传动比的确定和传动类型的确定。（2）设计计算及校核。传动结构的设计计算，都大致包括：选择传动方案、传动零件齿轮的设计计算与校核、轴的设计计算与校核、轴承的选型与寿命计算、键的选择与强度计算、箱体的设计、润滑与密封的选择等。在对行星齿轮减速器的结构进行深入分析的基础上，依据给定的减速器设计的主要参数，通过 CAD 绘图软件建立行星齿轮减速器各零件的二维平面图，绘制出减速器的总装图对其进行分析。第二章 总体设计方案的确定2.1 行星轮系的分类在日常生产的各种需要传动的机械设备中，如果仅仅使用一对啮合齿轮组成的齿轮传动机构是远远不能够满足工作要求的，我们往往需要用多对相互啮合的齿轮来组成能够满足更多生产和工作要求的传动机构来进行传动。这种由多对相互啮合的齿轮所组成的多齿轮传动机构被称为齿轮系，简称为轮系。根据轮系在运转时其各个齿轮的几何轴线的位置是否固定不变，一般将轮系划分为三类。（1）定轴轮系在轮系运转的过程中，轮系中的所有齿轮都只绕各自的轴线转动，各个齿轮的轴线的位置都固定不变，这种轮系称为定轴轮系，如图2-1所示，各个齿轮的几何轴线都固定不变。图2-1 定轴轮系（2）周转轮系在轮系运转的过程中，轮系中至少有一个齿轮在绕自身的轴线转动的同时这个齿轮的轴线还绕另外齿轮的轴线转动，即这个齿轮的轴线的位置并不固定不变，而是绕其他位置固定的轴线转动，这种轮系就称为周转轮系，如图2-2所示。齿轮1和齿轮3的几何轴线OO位置是固定不变的。齿轮2用构件H连接，一方面绕其自己几何轴线O1O1自转，同时又与构件H一起绕固定几何轴线OO公转。这个轮系中，齿轮1和齿轮3称为太阳轮（也称中心轮）齿轮2就称为行星轮，构件H称为行星架。图2-2 周转轮系（3）复合轮系复合轮系指的是轮系中既包含定轴轮系又包含周转轮系，如图2-3所示，左边部分为由锥齿轮1和2组成的定轴轮系，右边为齿轮2、3、4组成的周转轮系；或由若干个周转轮系所组成的轮系，如图2-4所示，轮系左边为齿轮1、2、2、3组成的周转轮系，轮系右边为齿轮4、5、5、6组成的周转轮系。 图2-3 图2-42.2 行星传动的分类行星传动常根据其采用的基本构件的不同来加以分类。在行星传动中，常用“K”来表示太阳轮，用“H”来表示行星架，用“V”来表示输出轴。那么根据其基本构件的组成，可将行星传动分为：K-H-V型行星传动、2K-H型行星传动（如图2-8）和3K型行星传动（如图2-9）三种。（1）K-H-V型行星传动，如图2-7，这种行星轮传动中,只有一个太阳轮、一个行星架、一个安装在行星架上的行星轮和一根带输出机构的输出轴。太阳轮和行星轮的齿数差越小其传动比就越大，因此，齿数差一般为14。行星架H转动带动行星轮转动，当输入轴转动一周时，行星轮就相对于太阳轮反向转动齿数差个齿的距离，并通过传动比为1的输出机构使轴V将运动输出。 图2-7 K-H-V型行星传动 图2-8 2K-H型行星传动（2）2K-H型行星传动，如图2-8所示，主要由两个太阳轮1和3、行星轮2和行星架H组成。太阳轮3固定不动，如果太阳轮1作为输入构件，太阳轮1转动带动行星轮2转动，行星轮2既绕自身轴线自转又与行星架H一同公转，行星架H作为输出构件，将转矩传递给输出轴。（3）3K型行星传动，如图2-9所示，主要由3个太阳轮1、3和4、行星轮2和2和行星架H组成。太阳轮3固定不动，如果太阳轮1作为输入构件，太阳轮1转动带动行星轮2和2转动，行星轮既绕自身轴线自转又与行星架H一同公转，行星轮2带动太阳轮4转动，太阳轮4作为输出构件，将转矩传递给输出轴。 图2-9 3K型行星传动另外，行星传动还可以根据齿轮啮合的方式来划分。若用“N”表示内啮合，“W”表示外啮合，“G”表示公用行星轮，“ZU”表示锥齿轮，则可分为NGW型、NGWN型、NW型、NN型、WW型和ZUWGW型。2.4 行星传动的特点行星齿轮传动广泛应用于起重机械、冶金机械、石油机械、工程机械、纺织机械、机床、建筑机械、汽车、飞机、火炮、船舶和仪器、仪表、微型传动等领域，因为其有如下几个特点。（1） 结构紧凑、体积小、重量轻行星传动具有动轴线的运动特性，并且各个太阳轮的轴线的几何位置相同，同时太阳轮和行星轮的啮合部分采用了内啮合，内齿圈本身的可容体积有利于缩小其外廓尺寸，这样，内啮合使得行星传动的结构非常紧凑、体积小、重量轻。一般，在承受同样载荷的情况下，行星传动装置的重量比普通齿轮传动装置要轻25倍。（2） 承载能力大行星传动中，在太阳轮的周围可以均匀布置多个行星齿轮，这样，几个行星齿轮同时承担载荷，就使得每个齿轮所承受的载荷相对变小，从而大大提高了行星传动的承载能力。（3） 运动平稳、抗冲击能力强行星传动应用多个行星轮均匀布置在太阳轮周围的布置方式，使得转臂轴承和太阳轮中的作用力相互平衡，同时参与啮合的齿数也增多，行星轮分流承载，单个轮齿所受的载荷相对减小，从而使得行星传动的运动更加平稳，同时抗冲击能力也得到增强。（4） 传动效率高因为多个行星轮均匀分布的结构，使得转臂轴承和太阳轮上的作用力相互平衡，这样，行星传动在工作的时候所做的额外功减少，从而大大提高了齿轮传动的传动效率。（5） 传动比大在行星传动机构中，往往用少数几个齿轮在适当的配齿方案下就可以得到较大的传动比，同时还可以保持其结构紧凑的特点。然而，行星传动的以上特点也注定了行星传动的结构比普通齿轮传动更加复杂，制造精度要求更高，制造安装更加困难。2.5 行星传动的传动效率2.5.1 转化轮系行星传动与定轴齿轮传动不同，行星传动中有转动的行星架。因此，想要计算行星传动的传动比，那么就要想办法将行星传动向定轴齿轮传动转化。根据相对运动原理，我们给整个行星传动假定地附加一个绕行星架固定轴线回转、且与行星架转动方向相反转速相等的公共角速度“wH ”，这样，各个构件之间的相对运动仍然保持不变，而行星架的角速度变为零，这样行星传动就转换为定轴齿轮传动了。如图2-10所示，行星传动转化为了假想的定轴轮系，那么三个齿轮相对于行星架H的角速度如表2-1所示。 转化前的行星传动 转化后的行星传动（假想的定轴轮系） 图2-10表2-1构件原有角速度转化后的角速度行星架HwH太阳轮1w1行星轮2w2太阳轮3w32.5.2 行星传动的效率 行星传动的传动效率主要包含轴承效率、啮合效率和润滑油搅动飞溅效率。行星传动的效率一般用表示，其中 ，“3”表示固定件，“1”表示主动件，“2”表示从动件。2.6 传动方案的确定 在3K型行星齿轮传动中，其基本构件是三个中心轮a、b和e，故其传动类型代号为3K10。在3K型行星传动中，由于其转臂H不承受外力矩的作用，所以，它不是基本构件，而只是用于支承行星轮心轴所必需的结构元件，因而，该转臂H又可称为行星轮支架（简称为行星架）。 (a) 3K()型 (b) 3K()型 (c) 3K()型图2-11.3K型行星齿轮传动（1）3K（）型 具有双齿圈行星轮的3K型行星齿轮传动，如图1-1(a)所示。它的结构特点是：内齿轮b固定，而旋转的中心轮a和e分别与行星轮c和d相啮合，故可用传动代号3K（）表示。在各种机械传动中，它已获得了较广泛的应用。（2）3K（）型 具有单齿圈行星轮c的3K型行星齿轮传动，如图1(b)所示。该3K型行星传动的结构特点是：三个中心轮a、b和e同时与单齿圈行星轮c相啮合；即内齿轮b固定，两个旋转的中心轮a和e同时与行星轮c相啮合，故可用传动代号3K（）表示。一项较新型的行星齿轮传动，目前该项传动新技术在我国的齿轮传动中已获得了日益广泛的应用。（3）3K（）型 具有双齿圈行星轮的3K型行星齿轮传动，如图1(c)所示。它的结构特点是：内齿轮c固定，两个旋转的中心轮a和b与同一个行星轮c相啮合，而另一个行星轮d与固定内齿轮e相啮合；故可用传动代号3K（）表示。在实际运用中，一般很少采用3K（）型行星齿轮传动10。现在我们来看看3K（）型行星齿轮传动的独特的优点：转臂H不承受外载荷，故其转臂H不是基本构件，因而又称该转臂H为行星架。用单个行星轮g代替了3K（）型行星传动中的双联行星轮g-f；因而使其结构简化了，制造安装容易。其传动比范围大，通常为i=30300。因此，人们称3K（）型行星齿轮传动是一种结构紧凑和减速比大的奇异型的行星齿轮传动9-12（如图2-12）。本设计为3K（）型行星齿轮传动。图2-12.3K（）型行星齿轮传动第三章 行星齿轮传动的设计计算3.1 传动简图的确定根据毕业设计任务书设计要求，为了装配方便，结构更加紧凑，选用具有单齿圈行星轮的3K（）型行星齿轮传动，传动简图如图所示。3.2 配齿计算据3K（）型行星传动的传动比ip值和按其配齿计算公式可求得内齿轮b、c和行星轮e的齿数zb、zc和ze。现考虑到该行星齿轮传动的外廊尺寸较小，查配轮参数表及结合本设计中外轮廓尺寸，选择中心轮a的齿数和行星轮数目。为了使内齿轮b与e的齿数尽可能小，即应取。再将za、np和ip值代入公式，则得内齿轮b的齿数zb为 式（3-1）由此可得内齿轮e的齿数ze为 式（3-2）因为偶数，按公式可求得行星轮c的齿数zc为 式（3-3）验算其实际的传动比为 式（3-4）其传动比误差为 式（2-5）故满足传动比误差的要求，即得该行星齿轮传动实际的传动比为。最后确定该行星传动各轮的齿数为。3.3 齿轮的主要参数计算齿轮材料和热处理的选择：中心轮a和行星轮c均采用20CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度5862HRC，查图可取和16，中心轮a和行星轮c的加工精度6级；内齿轮b和c均采用42CrMo，调质硬度217259HB，查图可取和16，内齿轮b和e的加工精度7级。按弯曲强度的初算公式计算齿轮的模数m为 式 （3-6）现已知。小齿轮名义转矩 式（3-7）取算式系数；查表取使用系数；取综合系数；取接触强度计算的行星轮间载荷分布不均匀系数，由公式可得；由图查得齿形系数；由表查得齿宽系数16；则得齿轮模数m为 式 （3-8）取齿轮模数m =0.6mm。3.4 齿轮的啮合参数计算在三个啮合齿轮副a-c、b-c和e-c中，其标准中心距a为 式 （3-9）由此可见，三个齿轮副的标准中心距均不相等，且有。因此，该行星齿轮传动不能满足非变位的同心条件。为了使该行星传动既能满足给定的传动比的要求，又能满足啮合传动的同心条件，即应使各齿轮副的啮合中心距相等，则必须对该3K()型行星齿轮传动进行角度变位。根据各标准中心距之间的关系，现选取其啮合中心距作为各齿轮副的公用中心距值。已知和，及压力角，按公式计算3K()型行星齿轮传动角度变位的啮合参数。对各齿轮副的啮合参数计算结果见表3-1。表3-1. 3K()型行星传动啮合参数计算项目计算公式a-c齿轮副b-c齿轮副e-c齿轮副中心距变动系数y啮合角变位系数和齿顶高动系数y重合度确定各齿轮的变位系数x。(1)a-c齿轮副 在a-c齿轮副中，由于中心轮a的齿数，和中心距。由此可知，该齿轮副的变位目的是避免小齿轮a产生根切、凑合中心距和改善啮合性能。其变位方式也应采用角度变位的正传动，即当齿顶高系数，压力角时，避免根切的最小变位系数为 式 （3-10）按公式可求得中心轮a的变位系数为 式 （3-11）查公式可得行星轮c的变位系数为 式 （3-12）(2)b-c齿轮副 在b-c齿轮副中，和。据此可知，该齿轮副的变位目的是为了避免齿轮c产生根切、凑合中心距和改善啮合性能。故其变位方式也应采用角度变位的正传动，即现已知其变位系数和和，则可得内齿轮b的变位系数为。(3)e-c齿轮副 在e-c齿轮副中，和。由此可知，该齿轮副的变位目的是为了改善啮合性能和修复啮合齿轮副。故其变位方式应采用高度变位，即。则可得内齿轮e的变位系数为。3.5 行星结构尺寸计算对于该3K()型行星齿轮传动可按书中的计算公式进行其几何尺寸的计算。各齿轮副的几何尺寸的计算结果见表3-2。表2-2. 3K()型行星传动几何尺寸计算项 目计 算 公 式a-c齿轮副b-c齿轮副e-c齿轮副变位系数分度圆直径d基圆直径db节圆直径齿顶圆直径da外啮合内啮合 齿根圆直径df外啮合内啮合式中-齿顶高系数，取；-顶隙系数，取。e-齿顶间隙，可按下式计算：关于用插齿刀加工内齿轮，其齿根圆直径的计算。已知模数，插齿刀齿数，齿顶圆系数，变位系数。试求被插齿内齿轮的齿根圆直径。齿根圆直径按下式计算，即 式中 插齿刀的齿顶圆直径； 插齿刀与被加工内齿轮的中心距。 式（3-13）现对内齿轮齿轮副b-c和e-c分别计算如下。(1) b-c内齿轮齿轮副(,)。 式（3-14）查表可知16。 式（3-15）加工中心距为 式（3-16）按公式计算内齿轮b齿根圆直径为 式（3-17）(2) e-c内啮合齿轮副(,)。仿上， 式（3-18）查表得16。 式（3-19） 式（3-20）则得内齿轮e的齿根圆直径为 式 （3-21）3.6 装配条件的校核与计算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。(1)邻接条件 按公式验算其邻接条件将已知的和值代入上式，则得 式 （3-22）即满足邻接条件。(2)同心条件 按公式 式（3-23）验算该3K()型行星传动的同心条件，根据所求的代人上式，得 则满足同心条件。(3)安装条件 验算其安装条件， 式（3-24）所以，满足其安装条件。3.7 传动效率的计算由表3-2的几何尺寸计算结果可知，内齿轮b的节圆直径大干内齿轮e的节圆直径，即，故该3K()行星传动的传动效率可采用公式 式（3-25）进行计算，已知和其啮台损失系数 式（3-26）和可按公式 式（3-27）计算。取轮齿的啮合摩擦因数，重合度，且将zc、zb和ze代入式（3-27），可得 式（3-28）即有 所以，其传动效率为（行星机构设计要求传递最低效率） 式（3-29）可见，该行星齿轮传动的传动效率满足任务书要求。第四章 主要零部件的强度校核4.1 齿轮的强度校核由于3K()型行星齿轮传动具有短期问断的工作特点，且具有结构紧凑、外廓尺寸较小和传动比大的特点。针对其工作特点，只需按其齿根弯曲应力的强度条件公式进行校核计算首先按公式 式（4-1）计算齿轮的齿根应力，齿根应力的基本值可按公式 式（4-2）计算，许用齿根应力可按公式 式（4-3）计算。现将该3K()行星传动按照三个齿轮副a-c、b-c和e-c分别验算如下。(1)a-c齿轮副 名义切向力Ft。中心轮a的切向力可按公式 式（4-4）计算；已知，和。则得 式（4-5） 有关系数a. 使用系数。使用系数按轻微冲击查表得16。b. 动载荷系数。 式（4-6） 其中 式（4-7） 所以 式（4-8）已知中心轮a和行星轮c的精度为6级，即精度系数；再按公式计算动载荷系数，即 式（4-9）式中 式（4-10） 式（4-11）则得 式（4-12）c. 齿轮载荷分布系数。 式（4-13） 式（4-14）由代入式（3-43），则得 式（4-15）d. 齿间载荷分配系数。查表得 16e. 行星轮间载荷分配系数。 式（4-16）已取,则得 式（4-17）f. 行星轮间载荷分配系数。查表得 16g. 应力修正系数。查表得 16h. 重合度系数。 式（4-18）i. 螺旋角系数。查图得16因行星轮c不仅与中心轮a啮合，且同时与内齿轮b和e相啮合，故取齿宽 计算齿根弯曲应力。 式（4-19） 式（4-20） 取弯曲应力。 计算许用齿根应力： 式（4-21）已知齿根弯曲疲劳极限。查表得最小安全系数16。式中各系数、和取值如下。应力系数，按所给定的区域图取时，取16。寿命系数： 式（4-22）式中应力循环次数按下面公式计算，且可按每年工作300天，每天工作16h，即 式（4-23）则得 式（4-24）齿根圆角敏感系数：相对齿根表面状况系数： 式（4-25）取齿根表面微观不平度，代入上式得： 式（4-26）尺寸系数 式（4-27）可得许用齿根应力为： 式（4-28）因齿根应力小于许用齿根应力，即。所以，a-c齿轮副满足齿根弯曲强度条件。(2) b-c齿轮副 在内啮合齿轮副b-c中只需要校核内齿轮b的齿根弯曲强度，即仍按公式计算其齿根弯曲应力及计算许用齿根应力。已知，。仿上，通过查表或采用相应的公式计算，可得到取值与外啮合不同的系数为,，, 和16。代入公式则得 式（4-29） 取 可见，,故b-c齿轮副满足齿根弯曲强度条件。(3) e-c齿轮副 仿上，e-c齿轮副只需要校核内齿轮e的齿根弯曲强度，即仍按公式计算和。仿上，与内齿轮b不同的系数为和。代入上式，则得 式（4-30） 因 取 式（4-31） 可见，故e-c齿轮副满足弯曲强度条件。4.2 其他零部件结构设计根据3K()型行星传动的工作特点、传递功率的大小和转速的高低等情况，对其进行具体的结构设计。首先应确定中心轮(太阳轮)a的结构，因为它的直径d较小，所以，轮a应该采用齿轮轴的结构型式；即将中心轮a与输入轴连成一个整体。且按该行星传动的输入功率P和转速n初步估算输入轴的直径dA，同时进行轴的结构设计。为了便于轴上零件的装拆，通常将轴制成阶梯形。总之，在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造。内齿轮b采用了十字滑块联轴器的均载机构进行浮动；即采用齿轮固定环将内齿轮b与箱体的端盖连接起来，从而可以将其固定。内齿轮e采用了将其与输出轴连成一体的结构，且采用平面辐板与其轮毂相联接。行星轮c采用带有内孔的结构，它的齿宽b应当加大；以便保证该行星轮c与中心轮a的啮合良好，同时还应保证其与内齿轮b和c相啮台。在每个行星轮的内孔中，可安装两个滚动轴承来支承着。而行星轮轴在安装到转臂H的侧板上之后，还采用了矩形截面的弹性挡圈来进行轴向固定。由于该3K型行星传动的转臂H不承受外力矩，也不是行星传动的输人或输出构件；而且还具有个行星轮。因此，其转臂H采用了双侧板整体式的结构型式。该转臂H可以采用两个向心球轴承支承在中心轮a的轴上。转臂H上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距极限偏可按公式 式（4-31）计算。现已知啮合中心距，则得 式 （4-32）取各行星轮轴孔的孔距相对偏差可按公式 式（4-33）计算，即 式（4-34）取转臂H的偏心误差约为孔距相对偏差的1/2，即在对所设计的行星齿轮传动进行了其啮合参数和几何尺寸计算，验算其装配条件，且进行了结构设计之后，现在可以绘制该行星齿轮传动结构图。第五章 轴的结构设计5.1 初选轴径选取轴的材料为45钢，调质处理，查表取16,得 式（5-1）输出轴的最小直径是用与安装联轴器。为使所选直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，考虑扭矩变化很小，取，则 式 （5-2）查手册，选用TL1弹性套柱销联轴器，取轴径。 式（5-3） 式（5-4）可知 式（5-5）因而输出轴可选用YL3凸缘联轴器，取轴径。5.2 轴的结构设计如果安装齿轮处的轴径d满足（齿根圆直径），则齿轮与轴做成一体，而且一般，以便齿轮加工时退刀。但当齿轮顶圆直径较小时，其齿根圆直径允许小于相邻的轴径17。图5-1.轴1结构图图5-2.轴2结构图5.3 支撑形式的确定轴上零件的装配方案及轴支承结构型式的不同，轴的结构形状、尺寸也将不同，可通过分析比较选择一个好的方案。圆柱齿轮、套筒、左端轴承、轴承端盖和联轴器依次由轴的左端装入，仅有右端轴承从轴的右端装入。轴的支承结构型式采用的是两端（单向）固定型式。5.4 轴承的选择据情况行星架可选择深沟球轴承6003，输入轴深沟球轴承6203，输出轴深沟球轴承6010，。这样的选择在满足使用要求的前提下可以是整个系统轻量化。5.5 行星架的选择双壁整体式行星架的刚性好，如轴与行星架一体，轴与行星架为法兰式连接，带齿的浮动行星架，焊接式行星架等应采用双壁整体式行星架。双壁分开式行星架结构复杂，主要用于传动比较小的情况（如）的型传动。单臂式行星架结构较简单，可容纳较多的行星轮，但行星轮心轴为悬臂状态，受力情况不好。综上所述，选双壁整体式行星架。第六章 箱体的结构设计 本设计箱体采用铸造成型，材料为HT200，机体壁厚按【7】表6-17和6-18确定，结构尺寸如表6-1所示。表6-1 减速器机体结构尺寸名称符号尺寸关系数值（单位：）机体壁厚10前机盖壁厚0.88后机盖厚度=10机盖法兰凸缘厚度1,2512.5加强筋厚度/斜度机体宽度B机体和机盖的禁锢螺栓直径10轴承端盖的螺栓直径8地脚螺栓直径d24机体底座凸缘厚度h30结 论本文采用了3K()型行星传动进行设计。3K型行星传动结构特点是：三个中心轮a、b和e同时与单齿圈行星轮c相啮合；即内齿轮b固定，两个旋转中心轮a和e同时与行星轮c相啮合，故可用传动代号3K()表示。它是一项较新型行星齿轮传动，目前该项传动新技术我国齿轮传动中已获了日益广泛应用。从这次设计中，我发现了自己很多不足之处。首先自己对写说明书没有一个很好的概念，第一眼看到说明书，感到无从下手，没有一个清晰的逻辑。直到将大的框架做出来后，自己才有一个清晰的思路去屑。从中我发现，做任何事情需要提前做好计划，这样才不至于事情到眼前了，无从下手，这次事情则给了我很深的一次教训。同时，在我的设计中我也充分的发挥主动机能，在遇到问题的时候，及时的去图书馆查找相关书籍，要求做到有理有据，从中培养了我独立思考的能力。这在以前，我基本是比较依赖别人的，遇到自己不会的或者不懂得，总是习惯性的去让别人去解决。而通过本次设计之后，我发现自己独立能力大大提高，且独立的自己学习二维、三维软件。虽然计算机软件自己现在不太熟梨，但是基本的绘图命令都能够操作，二维图纸也能完成绘制，就是花费时间有点长。在做毕业设计的时候，我从中遇到过很多问题，在这里很感谢我的指导老师，是他在不断的指点我，给予我选择最有方案的方法，陪着我一次一次不断的修改我的论文，修改我的图纸。每次认真的做事情都能让我学会很多东西，也能从中发现我的不足之处，我会不断地学习，不断地改进。将自己身上的缺点以及不足之处进行弥补，提高自己的专业能力，为了自己美好的未来，奋斗！加油！参 考 文 献1 陈立德. 机械设计基础课程设计M. 北京：高等教育出版社，2006.2 张卫平, 陈文元. 基于LIGA技术的3K-2型微型行星齿轮减速器的设计和制造J. 中国机械工程，2003，14（5）：374-376.3 吴春英, 王晓霞. 内齿行星齿轮减速器的设计D. 咸阳：陕西科技大学学报，2003. 4 濮良贵，纪名刚. 机械设计M. 北